";123 Array ( [NAME] => В узорах микросхем: анализ рынка чипов в мире и России [~NAME] => В узорах микросхем: анализ рынка чипов в мире и России [TAGS] => микроэлектроника [~TAGS] => микроэлектроника [PREVIEW_TEXT] =>

Микроэлектроника — основа всех современных технологий. С момента появления первого резистора в 1948 году и до наших дней микросхемы «расселились» повсюду: от новейших гаджетов до контроллеров, которые управляют кофеварками и стиральными машинами. Несмотря на рекордный кризис, в который попал рынок в период пандемии коронавируса, в 2022 году производители полупроводников смогли поставить рекорд, достигнув совокупной выручки в $574,1 млрд. Рекордными, как ни странно, были и показатели 2021 года — $555,9 млрд.

[~PREVIEW_TEXT] =>

[PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 287 [TIMESTAMP_X] => 28.11.2023 18:45:42 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 682 [WIDTH] => 1024 [FILE_SIZE] => 96362 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/cb9/9w0fgktts3qdax7u9e21myh9ozrd246q [FILE_NAME] => circuit_cyberspace_closeup_with_neon_lights_svstudioart_.jpg [ORIGINAL_NAME] => circuit-cyberspace-closeup-with-neon-lights-(svstudioart).jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => a2b01426eb2a8aa1440f5baff59bc254 [VERSION_ORIGINAL_ID] => [META] => [SRC] => /upload/iblock/cb9/9w0fgktts3qdax7u9e21myh9ozrd246q/circuit_cyberspace_closeup_with_neon_lights_svstudioart_.jpg [UNSAFE_SRC] => /upload/iblock/cb9/9w0fgktts3qdax7u9e21myh9ozrd246q/circuit_cyberspace_closeup_with_neon_lights_svstudioart_.jpg [SAFE_SRC] => /upload/iblock/cb9/9w0fgktts3qdax7u9e21myh9ozrd246q/circuit_cyberspace_closeup_with_neon_lights_svstudioart_.jpg [ALT] => В узорах микросхем: анализ рынка чипов в мире и России [TITLE] => В узорах микросхем: анализ рынка чипов в мире и России ) [~PREVIEW_PICTURE] => 287 [DETAIL_TEXT] =>

Однако нового рекорда в 2023 году, судя по всему, не предвидится. Уже в IV квартале 2022 года выручка снизилась на 9%. Рекорд 2022 года был установлен в основном в сфере автомобильных полупроводниковых компонентов. В сегменте обработки данных наблюдалось снижение на 6% в годовом исчислении. Причиной этого, по мнению экспертов, стал слабый спрос на персональные компьютеры и другие гаджеты для широкого потребления. Сильнее всего пострадал рынок памяти: по итогам IV квартала 2022 года выручка здесь составила всего $24,1 млрд, что на 52% меньше показателей аналогичного периода 2021 года.

Американская Ассоциация полупроводниковой промышленности (Semiconductor Industry Association) сообщала, что мировые продажи чипов рухнули на 21,3% в I квартале 2023 года по сравнению с предыдущим годом. Причина такого падения — снова низкий спрос, причем в первую очередь со стороны стран Азиатско-Тихоокеанского региона, на которые приходится от 50 до 70% всего спроса на чипы. Из-за этого производство полупроводников в мировом масштабе сильно превосходит спрос. В 2022 году власти Южной Кореи, например, сообщали, что корейские производители не могут продать выпущенные чипы. О переизбытке чипов сообщала и американская Micron Technologies.

При этом в I квартале 2023 года годовые продажи персональных компьютеров просели на 30%, а смартфонов — на 15%. Еще сильнее упали продажи производителей памяти — в пределах 40–50%. Сегодня, по мнению аналитиков, сохраняются надежды на восстановление спроса во второй половине 2023 года.

Глава Semiconductor Industry Association Джон Нойффер в феврале 2023 года отмечал, что «долгосрочные перспективы рынка полупроводников остаются невероятно сильными из-за постоянно растущей роли чипов в том, чтобы сделать мир более умным, более эффективным и лучше связанным». Иной точки зрения придерживаются аналитики Gartner. По их мнению, поставки персональных компьютеров в 2023 году могут продолжить падение примерно на 4%. Это сохранит трудности, которые сейчас пытается преодолеть рынок.

Полупроводниковый дракон

Лидерами среди производителей микросхем сегодня являются Китай (с учетом Тайваня), США и Южная Корея. Ситуация с первыми двумя наиболее интересна, так как между Пекином и Вашингтоном с конца 2010-х годов идет настоящая полупроводниковая война.

Китай с начала пандемии коронавируса оказался перед лицом необходимости срочного импортозамещения. Серьезные ограничения на поставки привели к тому, что китайские потребители, которые до эпидемии пользовались в основном импортными полупроводниками, вынуждены были искать альтернативы в Поднебесной.

В течение 2021–2022 годов Китай инвестировал в различные проекты, связанные с полупроводниками, более $289 млрд. Благодаря этому в 2022 году в стране были запущены 160 новых проектов и продолжилась реализация 352.

Эти инвестиции являются частью инициативы «Сделано в Китае 2025», в рамках которой власти предоставляют технологическим компаниям пониженные налоговые ставки, помощь в привлечении иностранных специалистов, поддержку научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ за счет крупных игроков, а также прямое финансирование. В июле 2023 года Китай оказался лидером по запуску новых производств чипов.

Важно отметить, что именно в Китае (а точнее, на Тайване) находится самый крупный контрактный производитель чипов TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company). Слово «контрактный» означает, что TSMC не производит собственных полупроводников, а работает по заказу других компаний. Крупнейшими его заказчиками являются Apple, Google, Nvidia, Tesla и Amazon. Правда Тайвань считает себя независимым от КНР государством. В сентябре 2023 года под давлением США Тайвань ограничил поставки станков для производства микросхем в Поднебесную.

Для укрепления своих позиций Китай в мае 2023 года запретил операторам ключевой китайской информационной инфраструктуры закупать продукцию американского полупроводникового гиганта Micron Technology. В июле Пекин ограничил экспорт галлия и германия, двух центральных компонентов для полупроводников и электромобилей.

Однако ограничения, наложенные на продукты Micron, привели к негативным результатам для Китая. Китайские производители не смогли обеспечить критическую инфраструктуру страны достаточным количеством чипов. И это несмотря на то, что китайская компания SMIC производит около 11% всех мировых микрочипов.

Однако Китай в условиях «войны» с США инвестировал в первую очередь в производство устаревших полупроводников, которые подходят для бытовой техники, но не для оборудования, необходимого для работы с искусственным интеллектом. Для сравнения, TSMC уже выпускают микросхемы с нормами 4 нм, в то время как в Китае уже несколько лет наиболее современными из доступных остаются микросхемы 14 нм, причем сделанные на оборудовании нидерландской ASML. Последняя, кстати, вместе с американской Applied Materials является крупнейшим производителей станков, необходимых для создания чипов. Стоит отметить, что Китай является одним из крупнейших рынков сбыта для этих компаний.

При этом крупные китайские компании заинтересованы в разработках собственных моделей генеративного ИИ (нейросетей, способных создавать тексты, картинки и другие материалы по запросу пользователя), для чего с помощью «серых» схем закупают ускорители у Nvidia. Это создает риски для всей китайской отрасли, считают аналитики Counterpoint.

Micron в июле 2023 года анонсировала выпуск новой высокопроизводительной матрицы памяти HBM3 Gen2 для поддержки приложений генеративного искусственного интеллекта.

От введенного китайской стороной запрета на самом деле выиграла Южная Корея, а именно ее гиганты Samsung и SK Hynix, которые вместе контролируют около двух третей мирового рынка оперативной памяти.

Кстати, в июле 2023 года первая компания заявила, что завершила разработку DRAM GDDR7 — чипов, которые также подходят для приложений ИИ. SK Hynix же занимает первое место на мировом рынке NVM с долей 50%. В 2024 году компания планирует вдвое увеличить производство собственных чипов для серверов искусственного интеллекта. В апреле 2023 года США обратились к Южной Корее с просьбой призвать республиканских производителей не заполнять пробелы на рынке Китая.

Samsung вместе с американским Intel возглавляют рейтинг поставщиков микрочипов. При этом важно отметить, что гигант из США в основном производит чипы для собственных нужд. Но и по контрактному принципу у американцев есть свой «чемпион» — GlobalFoundries, которая занимает пятое место в мире и производит чипы, в частности, для Advanced Micro Devices (AMD). Вообще в США находится самое большое количество ключевых игроков рынка. Например, Qualcomm и Broadcom — лидеры в области коммуникационных технологий, Texas Instruments, которая поставляет аналоговые микросхемы, а также уже упоминавшаяся выше Nvidia. Следует отметить, что последняя де-факто чипы не производит, а только владеет технологией их изготовления.

Введя ограничения для китайских компаний, США также были вынуждены принять определенные меры для импортозамещения продукции из Поднебесной. Так в 2022 году Вашингтон запретил хайтек-компаниям строить новые заводы в Китае на 10 лет. В августе того же года президент Джо Байден подписал закон о выделении $280 млрд на высокотехнологичное производство и научные исследования. Также были введены налоговые льготы для компаний, которые строят свои заводы в США. А в начале сентября США запретили продажу продукции Nvidia и AMD для создания искусственного интеллекта в Китай. По данным на сентябрь 2022 года американские полупроводники составляют 10% мирового производства.

Кстати, китайско-американская полупроводниковая война привела к тому, что в лидеры по производству чипов выбились такие страны, как Таиланд, Вьетнам, Индия и Камбоджа. В начале 2023 года Вашингтон начал перемещать производство полупроводников именно на их территорию.

Над сокращением отставания от Тайваня, Китая, США и Южной Кореи активно работает и Евросоюз. В июне 2023 года Еврокомиссия одобрила масштабную программу поддержки полупроводниковой отрасли. На развитие проектов в этой области будет выделено более €8 млрд в виде государственных грантов. Кроме того, Евросоюз планирует привлечь в эту программу почти €14 млрд частных инвестиций. Согласно планам, поддержка коснется 56 компаний, которые реализуют в общей сложности 68 перспективных проектов, направленных на создание инновационных микроэлектронных и коммуникационных решений.

Согласно данным 2020 года, в ЕС производится около 6% чипов. Причем на территории союза базируются только три крупных производителя, которые специализируются на автомобильных и промышленных микросхемах (эти чипы несколько проще в производстве и примитивнее тех, что используются в высокотехнологичных отраслях). Речь идет о немецкой Infineon, нидерландской NXP и швейцарской STMicroelectronics. Правда, при этом необходимо помнить и об ASLM. Как сказано выше, это настоящий гигант производства литографического оборудования, без которого создание чипов в принципе невозможно.

Чипы-озера, чипы-горы

В России ситуация с производством микросхем обстоит намного сложнее, чем в странах, о которых говорилось выше. И осложнена она, в первую очередь, сильнейшим санкционным давлением со стороны стран так называемого «коллективного Запада». В 2021 году около 25,3% поставок электронных компонентов в Россию осуществлялись из этих стран. С 3 марта 2022 года США ввели экспортный контроль высокотехнологичных товаров, фактически запретив связанным с ними компаниям работать с российскими клиентами. К санкциям присоединились Япония, Сингапур, Тайвань и Южная Корея.

Таким образом Россия потеряла крупнейших поставщиков и производителей. Например, TSMC на своих мощностях производила российские процессоры «Байкал», «Эльбрус» и «Скиф». Свои процессоры России перестали поставлять американские гиганты Intel и AMD.

В апреле ЕС запретил ввоз в Россию компонентов производства микросхем, в том числе кремния. Высокочистый кремний используется для производства микросхем, а в России производства пластин из него нет. Исключением можно назвать компанию «Солар кремниевые технологии», однако она производит пластины для солнечной энергетики, а не для широкого гражданского потребления. Также производством кремния с лета 2021 года занимается «Русал Кремний Урал». Однако компания не отгружает свою продукцию «на сторону», а весь кремний использует для производства первичных алюминиевых сплавов. Еще есть брянская «Группа Кремний», которая, как и «Солар», выпускает кремниевые пластины. Но основной упор компания делает на производство интегральных микросхем и силовых модулей.

В России есть и другие производители кремниевых пластин, но их продукция направлена на выпуск микросхем и дискретных полупроводников специального назначения, которые, опять же, не подходят для гражданского производства относительно современного уровня 180–90 нм.

Таким образом единственным поставщиком кремниевых пластин для российского производства остается Китай. Собственными силами Россия производит только металлургический кремний, который содержит большое количество примесей. Исключением является АО «Эпиэл» — абсолютный лидер в сфере разработки и производства кремниевых эпитаксиальных материалов и технологий. Компания поставляет кремниевые структуры для производства схем по технологии до 90 нм.

Также из-за санкций Россия потеряла возможность приобретать оборудование для производства чипов. Сейчас российским производителям доступно производство чипов с технологией 65 нм. Например, АО «Микрон» может массово производить чипы 180 нм на 200-миллиметровых пластинах (более тонкие технологии менее 65 нм делаются на 300-миллиметровых пластинах). Основная продукция предприятия — чипы для банковских карт, паспортов, билетов в метро и т. д. Правда «Микрон» обладает недостаточными мощностями для удовлетворения потребностей российского рынка. Однако это, по сути, самое современное серийное производство.

Еще один российский игрок — «НМ-тех» (наследник «Ангстрем-Т»). Как и «Микрон», он использовал большое количество импортного сырья и расходников для производства микроэлектронных компонентов также на 200-миллиметровых пластинах.

Есть в России и более современные разработки. Например, процессор «Эльбрус-16С» от компании МЦСТ. Его должны были начать производить на Тайване по технологии 16 нм, но начало СВО привело к переносу сроков.

Другой пример — «Baikal-S» от «Байкал электроникс», также созданный по технологии 16 нм. В 2022 году выпуск этих процессоров также был отменен из-за отказа TSMC.

Одним из лидеров современной российской микроэлектроники является участник Консорциума робототехники и систем интеллектуального управления АО «НИИМА “Прогресс”». Это ведущий дизайн-центр, занимающийся разработкой специализированной микроэлектронной элементной базы.

Большую линейку контроллеров предлагает ООО «ИЦ “АСК”». Компания занимается разработкой контроллеров, которые широко применяются в робототехнике и других высокотехнологических отраслях. Кроме того, АСК разрабатывает программно-аппаратные комплексы и автоматизированные системы для эффективной цифровизации объектов реального сектора экономики.

Но здесь речь идет о вычислительных мощностях, которые недостаточны для условного создания полностью российских смартфонов и прочих гаджетов, а также систем искусственного интеллекта. Последнюю задачу решает НТЦ «Модуль». Компания представила свой серверный ускоритель NM Quad. Это модуль, который предназначен для реализации нейронных сетей. Он построен на базе четырех нейропроцессоров К1879ВМ8Я и обеспечивает производительность на уровне 2 TFLOPS для данных в формате fp32 и 0.5 TFLOPS – для fp64. При этом модуль может очень гибко настраиваться под задачи конкретного пользователя благодаря независимым вычислительным кластерам в каждом из процессоров.

Гибридный подход

Следует отметить, что санкционное давление отчасти оказало положительный эффект на российскую микроэлектронику. По крайней мере, важность ее развития стала очевидной на самом высоком уровне. Например, в марте 2023 года Минпромторг объявил о заказах научно-исследовательских работ для организации производства на территории РФ целого ряда материалов для микроэлектронного производства.

Ведомство выделило на эти цели 1,1 млрд рублей. 16 марта стало известно, что министерство нашло подрядчика для разработки и производства литографических материалов — сверхчувствительных полимеров, которые нужны для создания на пластинах гнезд под травление.

Микроэлектроника — целый мир с огромным количеством «жителей», усилия которых нельзя разделить и, к сожалению, скорее всего полностью локализовать в одной стране. Конечно, Россия — далеко не крупнейший игрок на рынке чипов, но производства даже самых крупных игроков напрямую зависят от российского экспорта. Например, по разным оценкам, на РФ приходится от 40 до 70% всего мирового экспорта неона, который используется в литографии.

Та же ситуация обстоит с палладием (доля России — 46%), искусственными сапфирами (47%). Россия — крупнейший поставщик таких материалов для микроэлектроники, как никель, родий, титан, мышьяк, бор, медь и др.

Однако в технологическом плане Россия сильно (на 5–10 лет) отстает от лидеров. К решению этой задачи существуют два подхода: переход на продукцию дружественных стран и создание собственных решений и компонентов. Выступая на форуме «Армия-2023» генеральный директор ООО «ИнноДрайв» Максим Гурбашков отметил, что наиболее эффективным является гибридный подход, объединяющий обе концепции.

[~DETAIL_TEXT] =>